Share This

” Back to Glossary Index

Max Born, jeden z pierwszych fizyków kwantowych w latach 20. i 30. XX wieku, zaproponował, że pomiędzy detekcjami cząstki kwantowe tworzą „falę prawdopodobieństwa”. To

Max Born, Reguła Borna
Max Born (1882-1970), jeden z twórców mechaniki kwantowej, zaproponował, że funkcja falowa opisuje „falę prawdopodobieństwa”.

pogląd jest wariacją na temat Kopenhaskiej Interpretacji mechaniki kwantowej. Aby wyjaśnić znaczenie Borna, konieczne jest skupienie się na kluczowym aspekcie Interpretacji Kopenhaskiej, dualności falowo-cząsteczkowej.

Dwoistość falowo-cząsteczkowa

Zgodnie z Interpretacją Kopenhaską, cząstki atomowe i subatomowe czasami zachowują się jak cząstki, a czasami jak fale. Nazywa się to „dualizmem falowo-cząsteczkowym”. Na przykład elektron, kiedy jest wykrywany, jest w swojej zlokalizowanej formie cząstki. Ale pomiędzy wykrytymi pozycjami, elektron jest w swojej falowej formie. Ta forma jest opisana matematycznie przez równanie zwane „funkcją falową”.”

Niels Bohr, mechanika kwantowa
Niels Bohr około 1922 (1885-1962), Ojciec założyciel mechaniki kwantowej, twórca interpretacji kopenhaskiej.

Jedną z wad Interpretacji Kopenhaskiej jest to, że łatwo ją źle scharakteryzować. I to jest dokładnie to, co właśnie zrobiłem. Właściwie, Interpretacja Kopenhaska mówi, że nie możemy nic wiedzieć ani powiedzieć o elektronie pomiędzy detekcjami. Powinniśmy zamilknąć i po prostu wskazać niemrawo na równania. Dzieje się tak dlatego, że nie możemy zaobserwować elektronu, nawet w zasadzie, pomiędzy kolejnymi detekcjami, a przecież detekcja wymaga obserwacji.

Kopenhaga nalega: „Dlaczego nauka miałaby zajmować się zachowaniem, którego w zasadzie nigdy nie możemy zaobserwować? Lepiej je zignorować, a jeszcze lepiej powiedzieć, że ono w ogóle nie istnieje!”. Niels Bohr jest cytowany jako mówiący: „Nie ma świata kwantowego. Błędem jest myślenie, że zadaniem fizyki jest dowiedzieć się, jak wygląda przyroda. Fizyka dotyczy tego, co możemy powiedzieć o naturze.”

Więc, zgodnie z Kopenhagą, możemy powiedzieć tylko tyle, że równanie zwane „funkcją falową” ma zastosowanie, gdy elektron nie jest wykrywany. Innym podejściem jest stwierdzenie, że „stan falowy elektronu” jest metaforą, a nie opisem fizycznej rzeczywistości.

Doświadczenie Podwójnej Szczeliny, elektron
Ta animacja eksperymentu Podwójnej Szczeliny przedstawia kopenhaską metaforę – że cząstka kwantowa podróżuje jako fala.

Funkcja falowa skutkuje wzorem interferencji fal, który elektrony manifestują w eksperymentach takich jak Eksperyment Podwójnej Szczeliny. W fizyce klasycznej, wzór interferencji fal oznacza, że fala jest wykrywana. Ale, powtarzaj±c ten temat, w Interpretacji Kopenhaskiej wzór interferencji fal nie oznacza nic o naturze rzeczywisto±ci. Wszystko, co możemy powiedzieć to to, że wyrażenie matematyczne, funkcja falowa, z powodzeniem przewiduje wyniki eksperymentalne.

Fala prawdopodobieństwa

Max Born miał pogląd rozbieżny z poglądem Nielsa Bohra. Born uważał funkcję falową za opisującą prawdziwą falę. Nazwał ją „falą prawdopodobieństwa” i termin ten jest nadal w użyciu. Born rozumował, że jeśli obliczenie funkcji falowej daje prawdopodobieństwo miejsca, w którym cząstka może zostać wykryta, to musi ona opisywać przyczynę położenia cząstki. A jeśli ona coś powoduje, to musi być prawdziwa.

Jednakże Born nie był w stanie określić dokładnej natury „fali prawdopodobieństwa”. Co to jest falowanie? W jaki sposób znika ona z każdego punktu we wszechświecie jednocześnie w momencie wykrycia związanej z nią cząstki? Mimo, e fizycy powszechnie u ywają terminu „fala prawdopodobieństwa”, jego znaczenie jest do dzisiaj niezdefiniowane.